進電機驅動電路(47)-(49)受到圖3中第一塊74HC273六個輸出端的操作。第二套XYZ軸位移裝置(6)與第一套XYZ軸位移裝置(4)的結構相同，也包括六個微動開關以及三個步進電機以及三組步進電機驅動電路，其中的三套直線軸位移裝置的三個步進電機以及三組步進電機驅動電路受到圖3中第二塊74HC273六個輸出端的操作。
[0016]圖2表示RS232C接口信號需要經過電平轉換電路例如MX232的電平轉換才能與TTL電平信號相匹配。
[0017]圖3中，兩塊74HC164級聯(lián)，在時鐘信號RTS的作用下，把串行信號DTR串行移位成16位并行輸出信號，構成驅動六個步進電機正轉或者反轉的控制信號。但在輸出準確的步進電機驅動信號的過程中會產生一些不必要的錯誤信號，因此由TXD控制兩塊74HC273在正確的時刻進行輸出并寄存。
[0018]圖3中，兩塊74HC273的輸出信號除了供給步進電機驅動電路，還各自空余兩根信號線，剛好從中分別選取一根用來控制兩個交流固態(tài)繼電器。如圖1所示，也就是選取第一塊74HC273的輸出端7Q(表示為7Q A)控制第一個交流固態(tài)繼電器(51)，選取第二塊74HC273的輸出端7Q(表示為7Q B)控制第二個交流固態(tài)繼電器(62)，因此得以分別控制第一個照明LED燈(52)與第二個照明LED燈(63)。
[0019]圖4中，兩塊74HC165級聯(lián)，其十六個并行數(shù)據輸入端分別連接到十二個微動開關的一端，在DTR信號的作用下，裝載入兩塊74HC165，然后在時鐘信號RTS的作用下，依次移位，通過CTS串行輸入計算機的RS232C接口(22)，據此檢測十二個微動開關的狀態(tài)。但是，RTS與DTR同時操作74HC164與74HC165，為了避免沖突，把十二個微動開關的信號通過兩塊74HC30以及一塊74HC32組成的與非門變成一個RS232C接口的輸入聯(lián)絡線⑶信號，如圖5所示，以此CD變化信號請求計算機(2)進入中斷響應程序。這時，計算機(2)才來通過兩塊74HC165以及輸入聯(lián)絡線CTS來及時檢測十二個微動開關的狀態(tài)。
[0020]步進電機驅動電路及其與步進電機的連接關系請參考單片機的有關書籍，例如《51單片機應用實例詳解》(第281頁，楊欣等編著，清華大學出版社，2010年5月第I版)。計算機RS232C接口的控制請參看《Visual_Basic與RS-232串行通信控制(最新版)》(范逸之、陳立元編著，清華大學出版社，2002年6月第I版)。
【主權項】
1.自動化聚焦立體拍攝培養(yǎng)物的人工氣候箱，其特征是:包括一臺人工氣候箱、兩套XYZ軸位移裝置、兩個攝像頭、一臺計算機、兩個交流固態(tài)繼電器、兩個照明LED燈、兩塊MAX232、兩塊 74HC164、兩塊 74HC273、兩塊 74HC165、兩塊 74HC30、一塊 74HC32 以及 +5V 電源；其中，兩套XYZ軸位移裝置分別通過其中的第一套直線軸位移裝置的金屬底板上的銷釘孔安裝到人工氣候箱內部的頂部與底部，每一套XYZ軸位移裝置中的第三套直線軸位移裝置的滑臺上安置有一個攝像頭，兩個攝像頭分別通過USB電纜連接到計算機的一個USB接口，計算機的RS232C接口的兩根輸出聯(lián)絡線、兩根輸入聯(lián)絡線以及串行數(shù)據輸出端經過兩塊電平轉換電路MAX232以后分別變換成TTL電平信號RTS與DTR、CTS與⑶以及TXD，它們各自連接有一個下拉電阻，RTS還分別連接到兩塊74HC164以及兩塊74HC165的時鐘端，DTR分別連接到第一塊74HC164的一個串行數(shù)據輸入端以及兩塊74HC165的兩個SHIFT/LOAD端，TXD連接到兩塊74HC273的時鐘端，第一塊74HC164的另一個串行數(shù)據輸入端、兩塊74HC164的清零端、兩塊74HC273的清零端都連接到+5V電源的正極，兩塊74HC165的片選端INH以及第一塊74HC165的串行數(shù)據輸入端SER都連接到+5V電源的負極，兩塊74HC164的十六個輸出端與兩塊74HC273的十六個輸入端D —一連接，第一塊74HC164的最高位輸出端QH還連接到第二塊74HC164的兩個串行數(shù)據輸入端，兩塊74HC273的十六個輸出端各自連接有一個下拉電阻，第一塊74HC273的低六位輸出端兩個一組分別連接到第一套XYZ軸位移裝置的三個步進電機驅動電路的正轉控制線與反轉控制線，第二塊74HC273的低六位輸出端兩個一組分別連接到第二套XYZ軸位移裝置的三個步進電機驅動電路的正轉控制線與反轉控制線，每一塊74HC273的第七位輸出端7Q與+5V電源的負極一起分別連接到一個交流固態(tài)繼電器的兩個輸入控制端，每一個交流固態(tài)繼電器的輸出受控端與一個照明LED燈以及市電組成串聯(lián)回路，第一塊74HC165的串行數(shù)據輸出端連接到第二塊74HC165的串行數(shù)據輸入端SER，第二塊74HC165的串行數(shù)據輸出端連接到CTS，兩塊74HC165的十六個并行數(shù)據輸入端各自連接有一個上拉電阻，第一塊74HC165的低六位并行數(shù)據輸入端分別連接到第一套XYZ軸位移裝置的六個微動開關的一端，還分別連接到第一塊74HC30的六個輸入端，第二塊74HC165的低六位并行數(shù)據輸入端分別連接到第二套XYZ軸位移裝置的六個微動開關的一端，還分別連接到第二塊74HC30的六個輸入端，兩塊74HC30空余的輸入端都連接到+5V電源的正極，它倆的輸出端分別連接到74HC32的兩個輸入端，74HC32的輸出端連接到⑶，這十二個微動開關的另一端各自連接一個下拉電阻。
2.根據權利要求1所述的自動化聚焦立體拍攝培養(yǎng)物的人工氣候箱，其特征是:所述一套XYZ軸位移裝置包括三套直線軸位移裝置；其中，第二套直線軸位移裝置通過其金屬底板上的銷釘孔以及第一套直線軸位移裝置的滑臺上的銷釘孔安置到第一套直線軸位移裝置的滑臺上，第三套直線軸位移裝置通過其第一塊金屬板上的銷釘孔以及第二套直線軸位移裝置的滑臺上的銷釘孔安置到第二套直線軸位移裝置的滑臺上；這三套直線軸位移裝置的滾珠絲桿相互垂直。
3.根據權利要求2所述的自動化聚焦立體拍攝培養(yǎng)物的人工氣候箱，其特征是:所述一套直線軸位移裝置包括兩根光軸、一根滾珠絲桿、兩個法蘭直線軸承、三個直線軸承、三個螺母座、一個滑臺、兩塊金屬板、一塊金屬底板、一個步進電機、一個步進電機架、一組步進電機驅動電路以及兩個微動開關；其中，兩根光軸以及滾珠絲桿彼此平行，各自穿過一個直線軸承，這三個直線軸承上各自配合有一個螺母座，滑臺是一個金屬板，滑臺上面開設有銷釘孔，滑臺通過螺絲同時固定在上述三個螺母座上；兩塊金屬板各自開設有左、中、右三個圓孔，第一根光軸的兩端分別安裝在這兩塊金屬板的左圓孔上，通過這兩個左圓孔上的螺絲固定，第二根光軸的兩端分別安裝在這兩塊金屬板的右圓孔上，通過這兩個右圓孔上的螺絲固定，兩塊金屬板上中間的圓孔各自通過螺絲安裝一個法蘭直線軸承，滾珠絲桿的一端安置在第一塊金屬板上的法蘭直線軸承中，滾珠絲桿的另一端穿過第二塊金屬板上的法蘭直線軸承，然后連接到一個聯(lián)軸器的一端，該聯(lián)軸器的另一端連接到一個步進電機的軸，該步進電機通過步進電機架安置到該套直線軸位移裝置的金屬底板上，并與一組步進電機驅動電路配合；兩塊金屬板都安置在該套直線軸位移裝置的金屬底板上，兩塊金屬板以及金屬底板上分別開設有銷釘孔；兩個微動開關分別安置在該套直線軸位移裝置的兩塊金屬板上靠近法蘭直線軸承的地方，都面朝滑臺，并當該套直線軸位移裝置的滾珠絲桿上直線軸承所承載的滑臺移近所述法蘭直線軸承時能受到該滑臺的觸碰。
【專利摘要】自動化聚焦立體拍攝培養(yǎng)物的人工氣候箱，其內部的頂部與底部分別設置有一套XYZ軸位移裝置、一個攝像頭以及一個輔助拍攝的照明LED燈，每一個攝像頭借助XYZ軸位移裝置作三維方向移動，當?shù)搅藰O端的位置時，自動停止前進；兩個攝像頭各自在水平面上移動并定位目標，在豎直方向自動調節(jié)拍攝物距，計算機分析圖象認為拍攝光照不足時，與正在進行拍攝的攝像頭對應的一個照明LED燈會自動地、短暫地發(fā)光。包括一臺人工氣候箱、兩套XYZ軸位移裝置、兩個攝像頭、一臺計算機、兩個交流固態(tài)繼電器、兩個照明LED燈、兩塊MAX232、兩塊74HC164、兩塊74HC273、兩塊74HC165、兩塊74HC30以及74HC32。
【IPC分類】C12M3-00, C12M1-00, A01G9-16, C12M1-36, G03B17-56, G03B15-03
【公開號】CN104630060
【申請?zhí)枴緾N201510024346
【發(fā)明人】范愛麗, 曾藝
【申請人】廣西壯族自治區(qū)農業(yè)科學院蔬菜研究所
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月19日